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加速水电开发是实现减排的最有效措施

发布时间:2013/01/18  来源:中国工业电器网  作者:Lu2011   浏览:

面对全球减排的巨大压力,我国已经作出2020年非化石能源达到15%的承诺。完成这一承诺,加速开发水电将是最主要的措施。然而,一些人对我国水电的减排作用的认识,还有一定的差距。本文将着重探讨我国水电的减排潜力。

开发利用水电是最有效的减排

工业化以来,全球水电的开发应用是减少世界温室气体排放的最大功臣。目前一些发达国家的水电资源几乎开发殆尽,已经进入大规模发展风能、太阳能等新型可再生能源的阶段。国外各种媒体所宣传的可再生能源,也大都以风能、太阳能、生物质能为主。但是,事实上由于受到技术水平和能量密度的局限,水电仍然是当前最有效率、最起作用的可再生能源。

目前,我国政府对于减排的投入不能说不大。近年来,由于政府的大力支持和补贴,我国的风能和太阳能发电行业有了长足的发展。我国的风能连续多年以翻番的速度增长,目前的并网装机已经超过美国成为世界第一。我国的太阳能光伏电池的制造能力已经占据了全球的70%多。然而,尽管我们已经付出的极大努力,但是,我国实际的减排效果却不尽人意。其根本原因之一,就是因为目前风能和太阳能的发电技术还不算十分成熟,不仅成本过高,而且也还不能提供更大的减排作用。

例如,我国作为世界第一的风能发电再加上太阳能的发电量,去年一年的总量也只有700多亿度。但是,搁置了近十年的怒江水电开发,每年的发电量将是一千亿度电。也就是说,我国每年投入数百亿的资金支持的风能、太阳能的开发建设,还远远弥补不了我们由于搁置怒江水电开发,所不得不增加的碳排放量。

纵观世界上的发达国家,几乎没有一个不是优先开发利用了自己的水能资源的。所以,迄今为止尽管我们国家在减排方面的投入全球最大,但是,由于水电开发的滞后,能源结构不合理,我国的减排效果却非常不佳。因此,能否准确地认识我国水电开发的潜力和作用,对我国今后的减排效果十分重要。

如何评价我国水电资源的减排潜力

根据2003年的全国水力资源复查,我国水力资源理论蕴藏量6.94亿千瓦,年发电量6.08万亿千瓦时;技术可开发量5.42亿千瓦,年发电量2.47万亿千瓦时。目前,通过进一步的细化已修正为:技术可开发量5.72亿千瓦,年发电量2.61万亿千瓦时;这个数字,还不包括单站在500千瓦以下的小水电资源。

装机和发电量计算开发程度的差别巨大。截至2011年我国水电装机容量达到2.3亿千瓦;年发电量6626亿千瓦时。按装机粗略计算我国的开发程度约42%.如果按照发达国家的国外平均70%到80%的开发程度来衡量,似乎我国的水电资源已经开发过半。但是,如果按照按照发电量计算,截止到2011年底,我国水电的开发程度仅为27%.如果根据尚未公布的最新资源普查结果计算,我国目前水电的实际开发程度其实才只有25%。

显然,如果开发程度为25%,即使按照发达国家的国外平均70%到80%的开发程度来看,我国也还有三分之二的资源等待开发。

总之,按照一度电、一斤煤的估算,我国的水能理论总量相对于30亿吨原煤,可开发量约13亿吨,截至2011年底开发利用仅3亿多吨。

对水电电能质量的正确评价

目前,不少电力工作者对水电的看法是,电能质量不佳。例如,我国南方电网水能丰富,但汛期、枯期的电力差距达到三分之一。要保证全年的供电不得不想其它办法。原因是:我国水电的龙头水库蓄水能力的欠缺,美国的水库总蓄水量比我国高一倍,而水电的装机只有我们的1/3,其可调节性,是我国5倍。

由于水库蓄水能力不足造成的可调节性能差,不仅表现在水电的这种丰枯出力的差别巨大,而且严重的影响着水电的灵活调节作用的发挥。汛期为了少泄洪,我们的水电不得不日夜不停的满发电,在电网中不能承担任何调节作用。枯水期虽然能够有调节余地了,但是由于水库中的水量有限,还是不能满足电网调峰的需要。所以,目前我国水电的电能质量不高,不是水电固有的问题,而是我国水电开发程度不高的结果。这种情况,将会随着水电开发程度的提高得到彻底的改变。

例如,我国雅砻江的情况:规划中具有大水库的锦屏一级和两河口电站开发之后,雅砻江枯期的发电量将超过汛期。雅砻江的这种水电电能质量不高的情况,在很多流域上都存在。因为,我们的水电开发程度不高,龙头水库建设滞后和水库的蓄水量严重不足。这个问题必将会随着我国的社会发展,逐步得到解决。因为水电开发的这种弊端,不仅影响水电能源而且也影响着我国的水资源调控。

例如,美国胡佛水坝基本上不泄洪(80年只泄洪一次)。我国三峡每年都要泄洪多次。泄洪的根本原因就是水库库容不够,不泄的话,洪水很可能会形成灾害。一方面,水库库容大了之后,洪水是资源、是财富。但如果水库库容不够,洪水就是危险,是灾害。只有水库的库容大了,抗旱的能力才会增强。另一方面,泄洪也就说明由于水库的调节性不够,同时我们的水电调节性能也一定很差。洪水期为了减少弃水,常常不得不放弃调峰作用。枯水期又常常应为没有足够的蓄水来发电。

这虽然是水资源的调控问题,但实际上也与能源问题紧密相关。一旦我们建有足够多、足够大的蓄水水库,我们不仅可以有效的调控水资源,解决洪涝灾害的问题。同时也就可以充分的发挥水电在电网中的巨大调峰作用。不仅如此,水库蓄水能力的提高还会大幅度的提高已建水电站的发电量。例如,我国金沙江规划中的龙盘水电站,因为其水库巨大,调节能力强。一旦建成它不仅本身可以每年发电约500亿度,而且,由于该水库的调节作用,下游一系列水电站所增加的发电量,将相当于我们又增加了一个三峡。

水电是利用其它可再生能源的基础,在众多的可再生能源中,水能不仅是目前唯一具有大规模商业化应用的。而且在改善电网的调节性方面和经济回报率方面,将会对其他可再生能源的发展应用,起到重要的推进和保障作用。

 

以我国的能源结构调整为例。在日本福岛的核事故之前,水电和核电都很重要,但现在由于核电的发展受阻,不仅水电所承担非化石能源的份额要增加,而且,还必须要大幅度的增加风能、太阳能光伏发电的作用。我国的风电,最近几年早已经是超常规的发展。今年开始由于遭遇到严重的入网困难,发展速度已经受到了制约。

最近,由于受到了美国和欧洲的“贸易保护”冲击,我国的光伏产业,已经不得不把重心移向国内。国家也加大了对光伏产业的支持力度。国家电网也承诺,要保障接受分布式的光伏发电的上网。但在实际上,这只是电网企业的一种决心和态度。不管是风电、太阳能也好,如果没有大量的可调节电源作为后盾,电网的这个承诺是不可能实现的。

因为我国的油、气发电比重非常低,煤电核电由于反应性速度慢,很难作为可靠的调解保障电源。即使我们用火电牺牲发电效率也作电网的调节电源,也只能是单向的调节。不能吸纳多余的电力,因此,用火电调峰风电机组的弃风现象就不可避免。因此,我国要想实现能源结构的调整,接纳更多的风能和光伏发电,就必须进一步的积极发展水电。

目前,我国的水电建设缺少龙头大水库,常常无法进行有效的调解。汛期为了少泄洪,我们的水电不得不日夜不停的满发电,在电网中不能承担任何调节作用。枯水期虽然水电能够有调节余地了,但是由于水库中的水量有限,还是不能满足电网调峰的需要。而当我国水电开发全部按照规划完成之后,这些矛盾都将得到解决,水电在电网中的可调节性能将大幅度的提高。

例如,我国雅砻江的规划完成后,将实现枯水期发电量超过汛期的目标。实际上,很多流域都存在着类似的情况。所以,加速水电开发,加快龙头水库的建设,就能大幅度的增加我国电网接纳其它新能源的能力。同时我们还可以建设大批纯抽水蓄能的电站,直接解决可再生能源大规模入网的难题。

水电开发与抽水蓄能的重要作用

说到抽水蓄能,我们还特别应该强调,发展抽水蓄能的动力应该是要满足我国能源结构调整的需要,而不是要搞新一轮的投资驱动。因此,根据我国还有大量的水电资源等待开发的国情,我们更应该注重混合式抽水蓄能的建设。在一些常规的流域梯级电站之间,只需装上一些抽水机(增加很少的投资),就可以让常规的电站发挥抽水蓄能的作用。特别是在水资源相对比较紧张的冬季,装备了抽水机常规水电站,完全可以发挥抽水蓄能电站的作用。

目前,我们的这种意见在社会上经常没有什么响应。我觉得原因可能在于,我们当前发展抽水蓄能的最大动力,还是来自相关机构的投资驱动。所以,这种可以发挥抽蓄水能作用,但是,没有多大投资机会的事情,往往没有公司愿意支持。不仅如此,发展这种混合式的抽水蓄能,难免还会与纯抽水蓄能电站的建设形成某种竞争关系,减少了某些投资驱动的机会。所以,所有更关心有投资机会的机构,实际上都不大会去支持混合式抽水蓄能建设的。当然,在一些水电资源缺乏的地区,纯抽水蓄能电站建设也是十分必要和迫切的。

简言之,国际上普遍公认水电、风电、太阳能是可再生能源发展的三部曲,缺一不可。而水电是发展其它可再生能源的基础和保障。水电发展不好,风电和太阳能的发展也不可能顺利。

可以做出以下结论:

1、减排温室气体,开发利用清洁的可再生能源,是人类社会可持续发展的必然趋势,也是最重要的生态文明建设。

2、我国的水能资源十分丰富,由于我国的水电发展滞后,导致我国能源结构中的煤炭比重过高,已经对我国和全球的可持续发展构成了一种威胁,也让我们的发展,遭遇到了巨大的国际阻力。不过,这对我们中国来说,既是挑战也是一种机遇。因为,我国水电的发展潜力全球最大。

3、尽管还有很多环保人士指责、污蔑我国的水电开发过度、大跃进,但是,事实上我国的水电开发程度至今只有25%,要比发达国家平均水平低很多。不改变这一状况,加速水电的发展,我们就无法弥补我们与发达国家之间的差距,无论是在我国的社会发展水平、能源结构,还是能源效率方面。

我国的“十二五”规划中把“十一五”的“有序开发水电”改为“积极发展水电”,就是我国生态文明建设的具体体现。

4、根据我国的国情,加速开发水电不仅是我国实现减排的最重要、最有效的措施,而且还是最重要的一项生态文明建设。

 

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